WO2001028462A1 - Kniegelenkendoprothese - Google Patents

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WO2001028462A1
WO2001028462A1 PCT/EP2000/010235 EP0010235W WO0128462A1 WO 2001028462 A1 WO2001028462 A1 WO 2001028462A1 EP 0010235 W EP0010235 W EP 0010235W WO 0128462 A1 WO0128462 A1 WO 0128462A1
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WO
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handlebar
recess
knee joint
bearing
joint endoprosthesis
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PCT/EP2000/010235
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French (fr)
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WO2001028462A8 (de
Inventor
Thomas Hauri
Bernhard Hauri
Hans Schmotzer
Werner Berner
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Plus Endoprothetik Ag
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Priority to US10/111,117 priority patent/US6770098B1/en
Priority to AU11397/01A priority patent/AU1139701A/en
Publication of WO2001028462A1 publication Critical patent/WO2001028462A1/de
Publication of WO2001028462A8 publication Critical patent/WO2001028462A8/de

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/38—Joints for elbows or knees
    • A61F2/3868—Joints for elbows or knees with sliding tibial bearing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
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    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/38—Joints for elbows or knees
    • A61F2/3836—Special connection between upper and lower leg, e.g. constrained
    • A61F2/3854—Special connection between upper and lower leg, e.g. constrained with ball and socket joint

Definitions

  • the invention relates to a knee joint endoprosthesis with a tibia part with a flat tibial bearing surface, a bearing body displaceable thereon in the direction of the anterior-posterior with two concavely curved bearing shells for movably receiving a femur joint part and with a rotary guide which rotates the bearing body on the tibial bearing surface by a perpendicular to the latter standing axis of rotation allowed.
  • Such a knee joint endoprosthesis is known for example from EP 0 529 408 B1 or EP 0 519 873 B1.
  • surgeon should be able to determine the maximum translational movement of the bearing body in the posterior-anterior direction in the final phase of the operation.
  • the object of the present invention is to create a knee joint endoprosthesis of the type mentioned at the outset which avoids the disadvantages of the known constructions shown, offers maximum degrees of freedom for anatomically correct guidance and does not
  • the knee joint endoprosthesis according to the invention is characterized in that the rotary guide of the bearing body comprises a link which is pivotably held relative to the bearing body and is guided medially / laterally and / or rotatably on the tibia part.
  • the handlebar is guided medially and laterally on the tibia part in a recess which extends like an oblong hole in the anterior-posterior direction.
  • it is either held rotatably and pivotably on the bearing body, or it is rotatably mounted together with the recess (or the component realizing the recess) in the tibia part about an axis of rotation perpendicular to the tibial bearing surface.
  • a further preferred embodiment is characterized in that the slot-like recess at the level of the tibial bearing surface delimits a blind hole-like depression which is formed within a distally extending tibia housing, and which is trapezoidal at least in its upper region in the anterior-posterior direction from distal to proximal extended.
  • the depression is also trapezoidally widened toward its bottom, so that the handlebar can be pivoted freely about an axis of rotation spaced from its lower end (located at the level of the narrowest point of the depression).
  • the blind hole-like depression is delimited by walls which extend parallel to one another and approximately perpendicular to the tibial bearing surface and whose distance from one another is slightly larger than the diameter of the handlebar or handlebar section accommodated in the blind hole-like depression. The latter should be slid medially and laterally with a clearance fit.
  • the pivot bearing of the handlebar according to the invention in the anterior-posterior direction is achieved in a variant in that the handlebar has a spherical head at the proximal end, which engages in a complementarily designed pivot bearing recess on the bearing body, in particular can be latched into it.
  • a swivel axis extending in the medial / lateral direction approximately parallel to the tibial bearing surface can be provided at the proximal end of the handlebar, which likewise engages in a complementarily designed swivel bearing recess on the bearing housing.
  • the sliding bearing of the handlebar on the tibia part advantageously takes place within a bearing sleeve made of plastic, in particular polyethylene, this bearing sleeve being placed on the tibia part in a rotationally secured manner, in particular within a distally extending tibia housing. This ensures that after the operation the glide guidance of the handlebar is maintained exactly in the posterior-anterior direction.
  • the slot-like recess is concave towards the medial side, i. H. convexly curved towards the lateral side.
  • it has the shape of a circular arc with a center of curvature lying medially, in particular within the contour of the bearing body.
  • the handlebar or handlebar section (handlebar shaft) which cooperates with this recess preferably has either a circular cross section or a cross section which has two curved wall sections to match the arc shape of the recess.
  • the handlebar or the handlebar section accommodated in the slot-like recess either has a circular cross section in adaptation to a recess with flat wall sections, or its cross section comprises two straight lines connecting lateral semicircles.
  • the handlebar is pivotally mounted with its distal end on the tibia part, this distal and / or the proximal pivot bearing on the bearing body allowing a translational movement of the handlebar, so that a permanent sliding support of the bearing body on the tibia bearing surface is independent of the pivoting position of the handlebar is guaranteed.
  • the handlebar is preferably made of a body-compatible metal alloy (titanium alloy), similar to the tibia part.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a knee joint endoprosthesis (tibia part) according to the invention in longitudinal section in the direction posterior-anterior;
  • Fig. 2 shows the knee joint prosthesis according to Fig. 1 in
  • FIG. 3 shows the knee joint endoprosthesis according to FIGS. 1 and 2 in a top view
  • FIG. 4a shows a part of a second embodiment of a knee joint endoprosthesis according to the invention in longitudinal section in the anterior-posterior direction;
  • Fig. 4b shows a section through the handlebar
  • FIG. 6 shows a third embodiment of a knee joint endoprosthesis according to the invention
  • FIGS. 6 and 7 shows the knee joint endoprosthesis according to FIGS. 6 and 7 in a top view
  • FIG. 9 shows a part of a knee joint endoprosthesis according to the invention in longitudinal section in the medial-lateral direction, showing a detail for fixing the bearing body on the tibia part;
  • FIG. 11a and 11b a schematic representation of a further embodiment of the knee joint endoprosthesis in a plan view and in cross section and
  • FIG. 12 shows a schematic diagram to explain general implementation options of the knee joint endoprosthesis according to the invention (as a posterior-anterior longitudinal section).
  • a first embodiment of a knee joint endoprosthesis comprises a tibia part 20 with a flat tibial bearing surface 7, on which a bearing body 1 can be displaced in the anterior-posterior direction (double arrow 21 in FIG. 3).
  • the bearing body comprises two concavely curved bearing shells 8 for movably receiving a femoral joint part (not shown) (femoral slide).
  • a rotary guide is provided for the bearing body 1, which guides the bearing body 1 on the tibial bearing surface 7 about an axis of rotation 22 perpendicular to it (see double arrow 29 in FIG. 3).
  • the rotary guide comprises a link 23 which, on the one hand, is held both rotatably and pivotably on the bearing body 1 relative to the latter, and on the other hand on the tibia part 20 or in a distally extending housing 3 of the tibia part within a slot-like recess 24 which extends in the direction of the anterior-posterior is guided medially and laterally.
  • the link 23 is designed in the embodiment shown as a round bolt.
  • the link 23 has a spherical head 2 which engages in a complementarily designed pivot bearing recess on the bearing body 1, in particular can be latched from proximal to distal.
  • the slot-like recess 24 represents a blind hole which widens in a wedge-like manner in the anterior-posterior direction from distal to proximal (see FIG. 1) and is delimited medially and laterally by walls 25, 26 extending parallel to one another and approximately perpendicular to the tibial bearing surface 7, whose distance from one another is slightly larger than the diameter of the handlebar 23 or corresponding handlebar section immersed in the blind hole 10.
  • the handlebar 23 is slidably mounted with a clearance fit between the boundary walls 25, 26.
  • the aforementioned trapezoidal or wedge-like expansion of the blind hole allows the handlebar 23 to tilt within the recess 24 in the anterior-posterior direction in accordance with the double arrow 27 in FIG. 1. Accordingly, the bearing body can also be displaced parallel on the tibial bearing surface 7 in the posterior-anterior direction.
  • the slide bearing of the handlebar 23 on the tibia part 20 takes place within a bearing sleeve 4 made of plastic, in particular polyethylene, this bearing sleeve 4 being placed on the tibia part 20 in a rotationally secured manner, namely within the distally extending tibia housing 3.
  • the surgeon can decide whether to use a bearing sleeve 4 which either only allows a rotational movement of the bearing body 1 or which ensures both a rotational movement and a translational movement in the posterior-anterior direction.
  • the surgeon can also make a selection from a set of bearing sleeves, the slot-like recesses 24 of which have different lengths in the posterior-anterior direction, with the result that the stop for the translational movement in the anterior or posterior direction is correspondingly different.
  • anterior-posterior translation movement is limited by the anterior and posterior limits of the - 8th -
  • FIGS. 4a to 5 is characterized in that at the proximal end of a link 23 'there is a pivot axis 6 which extends in the medial-lateral direction approximately parallel to the tibial bearing surface 7 and which extends through a corresponding transverse bore in the link 23'. extends through. 4b, the cross section of the link 23 'is flattened. In this way, instead of a line contact, there is advantageously a flat contact between the link 23 'on the one hand and the medial and lateral boundary walls of the bearing sleeve (not shown) on the other hand.
  • the pivot axis 6 engages in a complementarily designed pivot bearing recess la 'on the bearing body 1'. In this regard, it is a common construction measure, the detailed description of which is unnecessary here.
  • FIGS. 6 to 8 differs from that according to FIGS. 4a to 5 in that a modified handlebar 23 '' is pivotally mounted with its distal end on the tibia part 20, this distal and / or the proximal pivot bearing on the bearing body 1 'allows a steering-axial translational movement, so that a permanent sliding support of the bearing body 1' on the tibial bearing surface 7 is ensured regardless of the pivot position of the link 23 ''.
  • This relative steering-axial translation movement is indicated in FIG. 7 by the double arrow 28.
  • the distal pivot bearing of the link 23 '' is also defined by a pivot axis 30 which extends transversely through the link 23 '' and a complementary receiving bore 4a 'in the bearing housing 4', the pivot axis 30 extending parallel to the pivot axis 6 in the bearing body 1 ' ,
  • the handlebar is only pivotally mounted on the bearing body. Therefore, the bearing sleeve must be rotatably mounted on the tibia part about its longitudinal axis in order to enable optimal anatomical guidance.
  • FIG. 9 corresponds essentially to that of Figures 1 to 3, with only a (modified) bearing body 1 "and a modified tibia housing 3 'are shown in longitudinal section in the medial-lateral direction.
  • This imple mentation form is characterized in that the bearing body 1 '' is engaged on the medial and lateral side through the tibia housing 3 ', so that lifting of the bearing body 1 from the tibial bearing surface 7 is prevented with certainty.
  • the projections of the tibia housing 3 which engage behind the bearing body 1 have posterior and anterior stops (not shown), by means of which the rotation of the bearing body 1 is limited. It is possible laterally to space the stops further apart than medially, with the result that the bearing body 1 ′′ laterally has greater freedom of movement than medially. This different freedom of movement corresponds to the natural movement of a knee.
  • the rotation stops mentioned for the bearing body on the medial and lateral side can of course also be provided independently of the measures for engaging behind the bearing body on the medial and lateral side, i.e. in all of the embodiments described here.
  • the bearing body is conventionally made of plastic, preferably polyethylene, while the tibia housing is made of a body-compatible metal alloy (titanium alloy), as is the handlebar including the pivot bearing head or pivot axis.
  • FIGS. 10a to 10c show a cutout in the form of a schematic diagram of a further embodiment of the invention, in which a link 23 '' 'with a cylindrical shaft section and spherical segment-shaped pivot bearing head 2 is held in the pivot bearing recess la of a bearing body 1 designed according to FIGS. 1 to 3 and engages with the shaft section in a recess (a blind hole) 24 'which has a first section 24a' which widens trapezoidally upwards in the posterior-anterior direction (proximally) and a second section 24b which likewise widens downwards (distally), also substantially trapezoidally 'includes.
  • This configuration of the recess 24 ' ensures that the link 23' '' can be pivoted freely in the posterior-anterior direction about a pivot axis lying at the narrowest point of the recess 24 '.
  • 10b and 10c show cross-sectional shapes for the shaft of the link 23 '' 'and the recess 24' (at the level of the tibial bearing surface 7).
  • the parts are designated here with the reference numerals 23 '"(A) or 23'" (B) and 24 '(A) and 24' (B).
  • FIG. 11a and 11b show in schematic sketches a further embodiment, in which a bearing sleeve 4 ′′ with a curved recess 24 ′′ is provided under the bearing body 1, in which a link 23 ′′ ′′ (A) with a circular shaft cross section ( 11a) or a link 23 '''' is guided with a shaft cross section adapted to the curvature of the recess 24 ''.
  • the recess 24 ′′ is curved around a center of curvature 31 on the medial side with a radius of curvature R such that it extends medially is concave, that is to say laterally convex. In the embodiment according to FIG. 11b, this also applies to the shaft cross section of the link 23 ''''.
  • Fig. 12 is a simplified schematic diagram to explain the essential functional components and basic functionality of the proposed arrangement, according to which the arrangement comprises a bearing body 1A with a swivel bearing recess 1a (A) formed therein, a tibia housing 3A with a bearing sleeve 4A and a recess 24A formed therein, and one Handlebar 23A includes.
  • the guidance shown here in sketch form would in principle be subject to a risk of dislocation, so that the illustration in this regard is to be regarded as greatly simplified. However, it shows the principle of the rotational guidance of the bearing body 1A by the link 23A, which is relative to the
  • Bearing body is pivotally held and guided medial / material.

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Abstract

Kniegelenkendoprothese mit einem Tibiateil (20) mit ebener Tibialagerfläche (7), einem auf dieser in Richtung anterior-posterior verschiebbaren Lagerkörper (1) mit zwei konkav gewölbten Lagerschalen (8) zur beweglichen Aufnahme eines Femurgelenkteils und mit einer Drehführung, die eine Rotation des Lagerkörpers auf der Tibialagerfläche (7) um eine senkrecht auf dieser stehenden Drehachse (22) erlaubt. Die Drehführung umfasst einen Lenker (23), der am Lagerkörper (1) relativ zu diesem schwenkbar und am Tibiateil (20) medial/lateral geführt und/oder drehgeführt ist.

Description

Kniegelenkendoprothese
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft eine Kniegelenkendoprothese mit einem Tibiateil mit ebener Tibialagerfläche, einem auf dieser in Richtung anterior-posterior verschiebbaren Lagerkörper mit zwei konkav gewölbten Lagerschalen zur beweglichen Aufnahme eines Femurgelenkteils und mit einer Drehführung, die eine Rotation des Lagerkörpers auf der Tibialagerfläche um eine senkrecht auf dieser stehenden Drehachse erlaubt.
Eine derartige Kniegelenkendoprothese ist bekannt zum Beispiel aus der EP 0 529 408 Bl oder EP 0 519 873 Bl.
Beide bekannten Konstruktionen stellen Kniegelenkendoprothesen dar, welche nicht nur Gelenkflächenkongruenz und Translationsmöglichkeit eines sogenannten Miniskusknies aufweisen, sondern diese auch bei Rotationsbewegungen aufrechterhalten und weitgehende Luxationssicherheit des Lagerkörpers gewährleisten sowie einen annähernd normalen, physiologischen Bewegungsablauf ermöglichen.
Dabei ist die Konstruktion nach der EP 0 519 873 Bl dadurch gekennzeichnet, daß die Translationsbewegung des Lagerkörpers nicht durch Anschläge begrenzt ist.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß dann sehr leicht Weichteilreizungen sowie eine Überbeanspruchung der Kreuzbänder auftreten. Auch sollte es möglich sein, daß der Chirurg erst in der Schlußphase einer Operation entscheidet, ob er ein Knieimplantat einsetzt, welches entweder Translation und Rotation oder nur Rotation des Lagerkörpers erlaubt. Diese Wahlmöglichkeit hat der Chirurg bei den bekannten Konstruktionen nicht.
Schließlich sollte der Chirurg die Möglichkeit haben, in der Schlußphase der Operation die maximale Translationsbewegung des Lagerkörpers in Richtung posterior-anterior festzulegen.
Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kniegelenkendoprothese der eingangs genannten Art zu schaffen, die die dargestellten Nachteile der bekannten Konstruktionen vermeidet, maximale Freiheitsgrade für eine anatomiegerechte Führung bietet sowie nicht zu
Weichteilreizungen oder einer Überbeanspruchung der Kreuzbänder führt. Weiterhin sollte diese Konstruktion Überbestimmungen mit der Gleitlagerung zwischen Lagerkörper und Tibialagerfläche weitgehend vermeiden und zwängungsfrei arbeiten.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Dementsprechend ist die erfindungsgemäße Kniegelenkendoprothese dadurch gekennzeichnet, daß die Drehführung des Lagerkörpers einen Lenker umfaßt, der relativ zum Lagerkörper schwenkbar gehalten und am Tibiateil medial/lateral geführt und/oder drehgeführt ist.
Konstruktive Details der erfindungsgemäßen Kniegelenkendoprothese sind in den Unteransprüchen beschrieben.
In einer zweckmäßigen Ausführung ist der Lenker einerseits am Tibiateil in einer sich in anterior-posterior Richtung langlochartig erstreckenden Ausnehmung medial und lateral geführt. Andererseits ist er am Lagerkörper entweder relativ zu diesem dreh- und schwenkbar gehalten, oder er ist zusammen mit der Ausnehmung (bzw. dem die Ausnehmung realisierenden Bauteil) im Tibiateil um eine senkrecht auf der Tibialagerfläche stehende Drehachse drehbar gelagert. Eine weiter bevorzugte Aus führungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die langlochartige Ausnehmung auf Höhe der Tibialagerfläche eine sacklochartige Vertiefung begrenzt, die innerhalb eines sich distal erstreckenden Tibiagehäuses ausgebildet ist, und die sich mindestens in ihrem oberen Bereich in Richtung anterior-posterior von distal nach proximal trapezförmig erweitert. In einer weiter bevorzugten Fortbildung ist die Vertiefung auch zu ihrem Boden hin wieder trapezförmig erweitert, so daß der Lenker um eine von seinem unteren Ende beabstandete (in Höhe der engsten Stelle der Vertiefung liegende) Drehachse zwängungsfrei schwenkbar ist.
Medial und lateral ist die sacklochartige Vertiefung durch sich parallel zueinander und etwa senkrecht zur Tibialagerfläche erstreckende Wände begrenzt, deren Abstand voneinander geringfügig größer ist als der Durchmesser des in der sacklochartigen Vertiefung aufgenommenen Lenkers bzw. Lenkerabschnitts. Letzterer soll mit Spielpassung medial und lateral gleitend geführt sein.
Die Schwenklagerung des erfindungsgemäßen Lenkers in Richtung anterior-posterior wird in einer Variante dadurch erreicht, daß der Lenker am proximalen Ende einen kugelartigen Kopf aufweist, der in eine komplementär ausgebildete Schwenklagerausnehmung am Lagerkörper eingreift, insbesondere in diese einrastbar ist. Alternativ kann am proximalen Ende des Lenkers eine sich in Richtung medial/lateral etwa parallel zur Tibialagerfläche erstreckende Schwenkachse vorgesehen sein, die ebenfalls in eine komplementär ausgebildete Schwenklagerausnehmung am Lagergehäuse eingreift.
Die Gleitlagerung des Lenkers am Tibiateil erfolgt vorteilhafterweise innerhalb einer Lagerhülse aus Kunststoff, insbeson- dere Polyethylen, wobei diese Lagerhülse am Tibiateil rotationsgesichert plaziert ist, insbesondere innerhalb eines sich distal erstreckenden Tibiagehäuses. Damit ist sichergestellt, daß nach der Operation die Gleitführung des Lenkers exakt in Richtung posterior-anterior erhalten bleibt.
In einer speziellen Ausführung ist die langlochartige Ausnehmung zur medialen Seite hin konkav, d. h. zur lateralen Seite hin konvex gekrümmt. Insbesondere hat sie die Form eines Kreisbogens mit einem medial, insbesondere innerhalb der Kontur des Lagerkörpers , liegenden Krümmungsmittelpunkt. Der mit dieser Ausnehmung zusammenwirkende Lenker bzw. Lenkerabschnitt (Lenkerschaft) hat bevorzugt entweder einen kreisförmigen oder einen in Anpassung an die Bogenform der Ausnehmung zwei gekrümmte Wandabschnitte aufweisenden Querschnitt.
Im übrigen weist der Lenker bzw. der in der langlochartigen Ausnehmung aufgenommene Lenkerabschnitt in Anpassung an eine Ausnehmung mit ebenen Wandungsabschnitten entweder ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt, oder sein Querschnitt umfaßt zwei seitliche Halbkreise verbindende Geraden.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist der Lenker mit seinem distalen Ende am Tibiateil verschwenkbar gelagert, wobei diese distale und/oder die proximale Schwenklagerung am Lagerkörper eine lenkeraxiale Translationsbewegung erlaubt, so daß eine dauerhafte Gleitauflage des Lagerkörpers auf der Tibia- lagerfläche unabhängig von der Schwenkstellung des Lenkers gewährleistet ist.
Der Lenker besteht vorzugsweise aus einer körperverträglichen Metalllegierung (Titanlegierung), ähnlich wie das Tibiateil.
Nachstehend werden Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Kniegelenkendoprothese anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Kniegelenkendoprothese (Tibiateil) im Längsschnitt in Richtung posterior-anterior; Fig. 2 die Kniegelenkendoprothese gemäß Fig. 1 im
Längsschnitt in Richtung medial-lateral;
Fig. 3 die Kniegelenkendoprothese gemäß den Figuren 1 und 2 in Draufsicht;
Fig. 4a einen Teil einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kniegelenkendopro- these im Längsschnitt in Richtung anterior- posterior;
Fig. 4b einen Schnitt durch den Lenker gemäß
Fig. 4a;
Fig. 5 die Kniegelenkendoprothese gemäß Fig. 4a im
Schnitt in Richtung medial-lateral;
Fig. 6 eine dritte Ausführungsform einer erfin- dungsgemäßen Kniegelenkendoprothese im
Längsschnitt in Richtung medial-lateral;
Fig. 7 die Kniegelenkendoprothese gemäß Fig. 6 im
Längsschnitt in Richtung posterior-anterior (Schnitt A-A in Fig. 8);
Fig. 8 die Kniegelenkendoprothese gemäß den Figuren 6 und 7 in Draufsicht;
Fig. 9 einen Teil einer erfindungsgemäßen Kniegelenkendoprothese im Längsschnitt in Richtung medial-lateral unter Darstellung eines Details zur Festlegung des Lagerkörpers am Tibiateil;
Fig. 10a bis 10c eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kniegelenkendoprothese im Längsschnitt (Ausschnittdarstellung) in Richtung anterior-posterior;
Fig. 11a und 11b eine schematische Darstellung einer weite- ren Ausführungsform der Kniegelenkendoprothese in einer Draufsicht bzw. im Querschnitt und
Fig. 12 eine Prinzipskizze zur Erläuterung allge- meiner Realisierungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Kniegelenkendoprothese (als posterior-anteriorer-Längsschnitt ) .
Gemäß den Figuren 1 bis 3 umfaßt eine erste Ausführungsform einer Kniegelenkendoprothese ein Tibiateil 20 mit ebener Tibialagerfläche 7, auf dem ein Lagerkörper 1 in Richtung anterior- posterior verschiebbar ist (Doppelpfeil 21 in Fig. 3). Der Lagerkörper umfaßt zwei konkav gewölbte Lagerschalen 8 zur beweglichen Aufnahme eines nicht dargestellten Femurgelenkteils (Femurschlitten) .
Des weiteren ist eine Drehführung für den Lagerkörper 1 vorgesehen, die den Lagerkörper 1 auf der Tibialagerfläche 7 um eine senkrecht auf dieser stehenden Drehachse 22 führt (siehe Doppelpfeil 29 in Fig. 3). Die Drehführung umfaßt einen Lenker 23, der einerseits am Lagerkörper 1 relativ zu diesem sowohl dreh- als auch schwenkbar gehalten und andererseits am Tibiateil 20 bzw. in einem sich distal erstreckenden Gehäuse 3 des Tibiateils innerhalb einer sich in Richtung anterior- posterior erstreckenden langlochartigen Ausnehmung 24 medial und lateral geführt ist. Der Lenker 23 ist bei der dargestellten Ausführungsform als Rundbolzen ausgeführt. Am proximalen Ende weist der Lenker 23 einen kugelartigen Kopf 2 auf, der in eine komplementär ausgebildete Schwenklagerausnehmung am Lagerkörper 1 eingreift, insbesondere von proximal nach distal einrastbar ist. Die langlochartige Ausnehmung 24 stellt ein Sackloch dar, das sich in Richtung anterior-posterior von distal nach proximal keilartig erweitert (siehe Fig. 1) sowie medial und lateral durch sich parallel zueinander und etwa senkrecht zur Tibialagerfläche 7 erstreckende Wände 25, 26 begrenzt ist, deren Abstand voneinander geringfügig größer ist als der Durchmesser des in das Sackloch 10 eingetauchten Lenkers 23 bzw. entsprechenden Lenkerabschnitts. Der Lenker 23 ist mit Spielpassung zwischen den Begrenzungswänden 25, 26 gleitgelagert.
Durch die erwähnte trapezförmige bzw. keilartige Erweiterung des Sackloches ist eine Kippbewegung des Lenkers 23 innerhalb der Ausnehmung 24 in Richtung anterior-posterior entsprechend dem Doppelpfeil 27 in Fig. 1 möglich. Dementsprechend läßt sich auch der Lagerkörper in Richtung posterior-anterior auf der Tibialagerfläche 7 parallel verschieben.
Die Gleitlagerung des Lenkers 23 am Tibiateil 20 erfolgt innerhalb einer Lagerhülse 4 aus Kunststoff, insbesondere Polyethylen, wobei diese Lagerhülse 4 am Tibiateil 20 rotationsgesichert plaziert ist, nämlich innerhalb des sich distal erstreckenden Tibiagehäuses 3.
Der Chirurg kann noch in der Schlußphase der Operation entscheiden, ob er eine Lagerhülse 4 einsetzt, die entweder nur eine Rotationsbewegung des Lagerkörpers 1 erlaubt oder die sowohl eine Rotationsbewegung als auch Translationsbewegung in Richtung posterior-anterior gewährleistet. Auch kann der Operateur eine Auswahl aus einem Satz von Lagerhülsen treffen, deren langlochartige Ausnehmungen 24 in Richtung posterior- anterior unterschiedlich lang sind, mit der Folge, daß der Anschlag für die Translationsbewegung in Richtung anterior oder in Richtung posterior entsprechend unterschiedlich liegt.
Die Begrenzung der anterior-posterioren Translationsbewegung wird durch die anteriore und posteriore Begrenzung der - 8 -
langlochartigen Ausnehmung erhalten. Diese begrenzen die Kippbewegung des Lenkers .
Die Ausführungsform nach den Figuren 4a bis 5 ist dadurch ge- kennzeichnet, daß am proximalen Ende eines Lenkers 23' eine sich in Richtung medial-lateral etwa parallel zur Tibialagerfläche 7 erstreckende Schwenkachse 6 angeordnet ist, die sich durch eine entsprechende Querbohrung im Lenker 23' hindurch erstreckt. Gemäß Fig. 4b ist der Querschnitt des Lenkers 23' abgeflacht. Dadurch erhält man in vorteilhafter Weise statt eines Linienkontaktes einen flächigen Kontakt zwischen dem Lenker 23' einerseits und den medialen und lateralen Begrenzungswänden der (nicht gezeigten) Lagerhülse andererseits .
Die Schwenkachse 6 greift in eine komplementär ausgebildete Schwenklagerausnehmung la' am Lagerkörper 1' ein. Diesbezüglich handelt es sich um eine übliche Konstruktionsmaßnahme, deren nähere Beschreibung sich hier erübrigt.
Die Aus führungsform gemäß den Figuren 6 bis 8 unterscheidet sich von derjenigen gemäß den Figuren 4a bis 5 dadurch, daß ein modifizierter Lenker 23'' mit seinem distalen Ende am Tibiateil 20 verschwenkbar gelagert ist, wobei diese distale und/oder die proximale Schwenklagerung am Lagerkörper 1' eine lenkeraxiale Translationsbewegung erlaubt, so daß eine dauerhafte Gleitauflage des Lagerkörpers 1' auf der Tibialagerfläche 7 unabhängig von der Schwenkstellung des Lenkers 23'' gewährleistet ist. Diese relative lenkeraxiale Translationsbewegung ist in Fig. 7 mit dem Doppelpfeil 28 angedeutet.
Das distale Schwenklager des Lenkers 23'' ist ebenfalls durch eine sich quer durch den Lenker 23'' hindurch erstreckende Schwenkachse 30 und eine komplementäre Aufnahmebohrung 4a' im Lagergehäuse 4' definiert, wobei sich die Schwenkachse 30 parallel zur Schwenkachse 6 im Lagerkörper 1' erstreckt. Bei den Ausführungsformen nach Fig. 4 bis 8 ist der Lenker am Lagerkörper lediglich schwenkbar gelagert. Daher muß die Lagerhülse am Tibiateil um ihre Längsachse verdrehbar gelagert sein, um eine optimal anatomiegerechte Führung zu ermöglichen.
Die Ausführungs form nach Fig. 9 entspricht im wesentlichen derjenigen nach den Figuren 1 bis 3, wobei nur ein (modifizierter) Lagerkörper 1'' und ein modifiziertes Tibiagehäuse 3' im Längsschnitt in Richtung medial-lateral gezeigt sind. Diese Aus führungsform zeichnet sich dadurch aus, daß der Lagerkörper 1'' an der medialen und lateralen Seite durch das Tibiagehäuse 3' hintergriffen wird, so daß mit Sicherheit ein Abheben des Lagerkörpers 1 von der Tibialagerfläche 7 verhindert wird. Die den Lagerkörper 1 hintergreifenden Vorsprünge des Tibiagehäuses 3 haben posterior und anterior (nicht gezeigte) Anschläge, durch die die Rotation des Lagerkörpers 1 begrenzt wird. Dabei ist es möglich, lateral die Anschläge weiter voneinander zu beabstanden als medial mit der Folge, daß der Lagerkörper 1'' lateral eine größere Bewegungsfreiheit hat als medial. Diese unterschiedliche Bewegungsfreiheit entspricht dem natürlichen Bewegungsablauf eines Knies .
Die erwähnten Rotationsanschläge für den Lagerkörper an der medialen und lateralen Seite können natürlich auch unabhängig von den Maßnahmen zur Hintergreifung des Lagerkörpers an der medialen und lateralen Seite vorgesehen sein, d.h. bei allen hier beschriebenen Aus führungsformen.
Zu den Maßnahmen zur Hintergreifung des Lagerkörpers sei noch erwähnt, daß diese mit einem derartigen Spiel in medialer und lateraler Richtung erfolgt, daß der Lagerkörper sich ungehindert in der durch den Rotations-Translationslenker vorgegebenen Weise auf der Tibialagerfläche bewegen kann. Die erwähn- ten Maßnahmen dienen ausschließlich dazu, den Lagerkörper in gleitender Anlage auf der Tibialagerfläche zu halten. Der Lagerkörper besteht in herkömmlicher Weise aus Kunststoff, vorzugsweise Polyethylen, während das Tibiagehäuse aus einer körperverträglichen Metalllegierung (Titanlegierung) hergestellt ist, ebenso wie der Lenker samt Schwenklagerkopf oder Schwenkachse.
Die Figuren 10a bis 10c zeigen in einer Ausschnittdarstellung in Art einer Prinzipskizze eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Lenker 23''' mit zylindrischem Schaftabschnitt und kugelsegmentförmigem Schwenklagerkopf 2 in der Schwenklagerausnehmung la eines gemäß Fig. 1 bis 3 ausgebildeten Lagerkörpers 1 gehalten ist und mit dem Schaftabschnitt in eine Ausnehmung (ein Sackloch) 24' eingreift, das einen sich in posterior-anterior Richtung nach oben (proximal) trapezförmig erweiternden ersten Abschnitt 24a' sowie einen sich nach unten (distal) ebenfalls im wesentlichen trapezförmig erweiternden zweiten Abschnitt 24b' umfaßt. Durch diese Ausbildung der Ausnehmung 24' wird erreicht, daß der Lenker 23''' um eine in Höhe der engsten Stelle der Ausnehmung 24' liegende Schwenkachse zwängungsfrei in posterior-anterior Richtung schwenkbar ist.
In Fig. 10b und 10c sind Querschnittsformen für den Schaft des Lenkers 23''' und die Ausnehmung 24' (in Höhe der Tibialagerfläche 7) skizziert. Entsprechend der Zuordnung beider Varianten zu Fig. 10a sind die Teile hier mit den Bezugsziffern 23' " (A) bzw. 23' " (B) sowie 24' (A) und 24' (B) bezeichnet .
Die Fig. 11a und 11b zeigen in Prinzipskizzen eine weitere Aus führungsform, bei der unter dem Lagerkörper 1 eine Lagerhülse 4'' mit einer gebogenen Ausnehmung 24'' vorgesehen ist, in der ein Lenker 23' ' ' (A) mit kreisförmigem Schaftquerschnitt (Fig. 11a) bzw. ein Lenker 23'''' mit an die Krümmung der Ausnehmung 24'' angepaßtem Schaftquerschnitt geführt ist. Die Ausnehmung 24'' ist um einen auf der medialen Seite liegenden Krümmungsmittelpunkt 31 mit einem Krümmungsradius R derart gekrümmt, daß sie nach medial hin konkav, d. h. nach lateral hin konvex, ausgebildet ist. Bei der Ausführung nach Fig. 11b gilt dies ebenso für den Schaftquerschnitt des Lenkers 23''''.
Fig. 12 ist eine vereinfachte Prinzipskizze zur Erläuterung der wesentlichen Funktionskomponenten und grundsätzlichen Funktionsweise der vorgeschlagenen Anordnung, der zufolge die Anordnung einen Lagerkörper 1A mit einer darin ausgebildeten Schwenklagerausnehmung la(A) , ein Tibiagehäuse 3A mit Lagerhülse 4A und einer darin ausgebildeten Ausnehmung 24A und einen Lenker 23A umfaßt. Die hier skizzenartig dargestellte Führung würde grundsätzlich einer Luxationsgefahr unterliegen, so daß die Darstellung diesbezüglich als stark vereinfacht anzusehen ist. Sie zeigt aber das Prinzip der Drehführung des Lagerkörpers 1A durch den Lenker 23A, der relativ zum
Lagerkörper schwenkbar gehalten und medial/laterial geführt ist .
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale wer- den als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
B e z u g s z e i c h e n l i s t e
1 ; 1 ' ; 1 ' ' ; 1A Lagerkörper la; la' ; la(a) Schwenklagerausnehmung
2 Schwenklagerkopf
3 ; 3 ' ; 3A Tibiagehäuse
4. 4 - . 4 . 4A Lagerhülse
4a' Aufnahmebohrung
6, 30 Schwenkachse
7 Tibialagerfläche
8 Lagerschale
20 Tibiateil
21, 27, 28, 29 Doppelpfeil
22 Drehachse
23; 23'; 23"; 23'";
23 '"(A); 23" '(B); 23A Lenker 24; 24'; 24'(A);
24' (B); 24"; 24A langlochartige Ausnehmung (Sackloch) 24a', 24b' Ausnehmungsabschnitte
25, 26 Begrenzungswand
31 Krümmungsmittelpunkt
R Krümmungsradius

Claims

KniegelenkendoprotheseP a t e n t a n s p r ü c h e
1. Kniegelenkendoprothese mit einem Tibiateil (20) mit ebener Tibialagerfläche (7), einem auf dieser in Richtung anterior-posterior verschiebbaren Lagerkörper (1; 1'; 1''; 1A) mit zwei konkav gewölbten Lagerschalen (8) zur beweglichen Aufnahme eines Femurgelenkteils und mit einer Drehführung, die eine Rotation des Lagerkörpers auf der
Tibialagerfläche (7) um eine senkrecht auf dieser stehende Drehachse (22) erlaubt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Drehführung einen Lenker (23; 23'; 23"; 23"'; 23'" (A); 23 '"(B); 23 ,"' ; 23A) umfaßt, der am Lagerkörper (1) relativ zu diesem schwenkbar und am Tibiateil (20) medial/lateral geführt und/oder drehgeführt ist.
2. Kniegelenkendoprothese nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Lenker (23; 23'; 23"; 23" '; 23 " ' (A) ; 23" " (B); 23""; 23A) einerseits am Tibiateil (20) innerhalb einer sich in Richtung anterior-posterior erstreckenden langlochartigen Ausnehmung (24; 24'; 24'(A), 24'(B); 24"; 24A) medial und lateral geführt ist und anderseits entweder am Lagerkörper (1; 1'; 1"; 1A) relativ zu diesem sowohl dreh- als auch schwenkbar gehalten oder am
Lagerkörper nur schwenkbar gehalten und zusammen mit der Ausnehmung im Tibiateil (20) um eine senkrecht auf der Tibialagerfläche (7) stehende Drehachse (22) drehbar gelagert ist.
3. Kniegelenkendoprothese nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die langlochartige Ausnehmung (24; 24'; 24' (A), 24' (B); 24"; 24A ) als Sackloch ausgebildet ist, das sich zur Tibialagerfläche (7) hin mindestens im oberen Bereich von distal nach proximal trapezförmig erweitert sowie medial und lateral durch sich parallel zueinander und etwa senkrecht zur Tibialagerfläche (7) erstreckende Wände (25, 26) begrenzt ist, deren Abstand voneinander für eine Spielpassung geringfügig größer ist als die entsprechende Abmessung des in der Ausnehmung aufgenommenen Lenkers (23; 23'; 23"; 23"'; 23 ' " (A) ; 23'" (B); 23""; 23A) bzw. Lenkerabschnitts .
4. Kniegelenkendoprothese nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Sackloch (24'; 24 ' (A) , 24' (B) ) sich in Richtung anterior-posterior im unteren Bereich von der Tibialagerfläche weg trapezförmig erweitert derart, daß eine im wesentlichen zwängungsfreie Verschwenkung des Lenkers (23'"; 23 ' " (A) ; 23' "(B)) um eine von seinem distalen Ende beabstandete Drehachse gewährleistet ist.
5. Kniegelenkendoprothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Lenker (23; 23'"; 23* "(A), 23 " ' (B) ) am proximalen Ende einen kugelartigen Kopf (2) oder eine sich in Richtung medial-lateral im wesent-lichen parallel zur Tibialagerfläche (7) erstreckende Schwenkachse (6) umfaßt, der bzw. die in eine komplementär ausgebildete
Schwenklagerausnehmung am Lagerkörper (1) eingreift.
6. Kniegelenkendoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Führung des Lenkers (23; 23'"; 23 '"(A); 23 "'(B)) am Tibiateil (20) innerhalb einer Lagerhülse (4; 4'; 4A) aus Kunststoff, insbesondere Polyethylen, erfolgt, wobei diese Lagerhülse am Tibiateil rotationsgesichert plaziert ist.
7. Kniegelenkendoprothese nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Lagerhülse (4; 4'; 4A) in einem Tibiagehäuse (3; 3A) aufgenommen ist, welches ein sich zur Tibialagerfläche (7) hin erweiterndes Sackloch zum Einsetzen der Lagerhülse aufweist.
8. Kniegelenkendoprothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die langlochartige Ausnehmung (24") eine, insbesondere kreisbogenförmige und durch einen Krümmungsradius (R) um einen medial der Ausnehmung liegenden Krümmungsmittelpunkt (31) bestimmte, Krümmung aufweist derart, daß sie nach medial eine konkave bzw. nach lateral eine konvexe Gestalt hat.
9. Kniegelenkendoprothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Lenker (23; 23'"; 23 " ' (A) ; 23 "'(B)) oder mindestens der in der langlochartigen Ausnehmung aufgenommene Lenkerabschnitt mindestens zwei zylinder- oder kegelstumpfsegmentförmige Wandungsabschnitte aufweist.
10. Kniegelenkendoprothese nach Anspruch 8 und Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Lenker (23"") bzw. der in der langlochartigen Ausnehmung (24; 24'; 24" (A); 24' (B); 24"; 24A) aufgenommene Lenkerabschnitt bei gekrümmter Ausbildung der Ausnehmung (24") im wesentlichen zylinder- oder kegelstumpfförmig ist oder zwei die zylinder- oder kegelstumpfsegmentförmigen Abschnitte verbindende, in Anpassung an die Krümmung der Ausnehmung gekrümmte Wandungsabschnitte hat.
11. Kniegelenkendoprothese nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Lenker (23'; 23"; 23'") bzw. der in der langlochartigen Ausnehmung aufgenommene Lenkerabschnitt bei einer Ausführung der Ausnehmung (24; 24'; 24' (A);
24' (B)) mit ebenen Wandungsabschnitten zwei die zylinder- oder kegelstumpfsegmentförmigen Abschnitte verbindende ebene Wandungsabschnitte aufweist.
12. Kniegelenkendoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Lenker (23) mit einem distalen Ende am Tibiateil (20) verschwenkbar gelagert ist, wobei diese distale und/oder die proximale Schwenklagerung am Lagerkörper (1) eine len- keraxiale Translationsbewegung (28) erlaubt, so daß eine dauerhafte Gleitauflage des Lagerkörpers (1) auf der Tibialagerfläche (7) unabhängig von der Schwenkstellung des Lenkers (23) gewährleistet ist.
13. Kniegelenkendoprothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das im Lagerkörper (1; 1") aufgenommene und/oder das am Tibiateil geführte Ende des Lenkers (23; 23"") im wesentlichen kugelabschnittförmig abgerundet ist.
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